JP2012215129A - ターボ過給機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関の燃焼用空気を圧縮し、密度の高い空気を内燃機関の燃焼室内へ強制的に送り込むターボ過給機であって、内燃機関から排出される排気ガスによって回転駆動されるタービン動翼と、タービン動翼に排気ガスを導くタービンノズル25と、を備え、タービンノズル25は、その半径方向の途中位置にタービンノズル25を分割する仕切部材を有し、仕切部材の外周側42bは、タービンノズル25に導かれる排気ガスの上流側から下流側に向かってタービンノズル25の内周側へと傾斜することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明に係るターボ過給機によれば、内燃機関の燃焼用空気を圧縮し、密度の高い空気を前記内燃機関の燃焼室内へ強制的に送り込むターボ過給機であって、前記内燃機関から排出される排気ガスによって回転駆動されるタービン動翼と、該タービン動翼に前記排気ガスを導くタービンノズルと、を備え、該タービンノズルは、その半径方向の途中位置に該タービンノズルを分割する仕切部材を有し、該仕切部材の外周側は、前記タービンノズルに導かれる前記排気ガスの上流側から下流側に向かって前記タービンノズルの内周側へと傾斜することを特徴とする。
さらに、タービン動翼の全体に排気ガスを導くことができるので、仕切部材の外周側を傾斜させなかった場合に比べて、振動応力を低減することができる。したがって、ターボ過給機の健全性を向上させることができる。
さらに、タービン動翼の全体に排気ガスを導くことができるので、仕切部材の外周側を傾斜させなかった場合に比べて、振動応力を低減することができる。したがって、ターボ過給機の健全性を向上させることができる。
ここで、図2は、タービンおよび圧縮機を同軸に設けた大型内燃機関用のターボ過給機のタービン側の内部構成例を断面で示す一部断面構成図である。
なお、図2中に格子状のハッチングで示す部分は、断熱および防音の目的で設置された断熱材11である。
また、タービン20は、ロータ軸31の一端部に設けられたロータディスク32と、このロータディスク32の周縁部に、周方向に沿って取り付けられた多数のタービン動翼30とを備えている。タービン動翼30は、タービンノズル25の出口となる下流側に近接して設けられている。そして、タービンノズル25から噴出する高温の排気ガスがタービン動翼30を通過して膨張することにより、ロータディスク32およびロータ軸31が回転するようになっている。
図1に示すように、隔壁42の内周面42aは、隔壁37の内周面(半径方向内側の表面)37aと同一平面を形成するとともに、ロータ軸31(図2参照)およびノズルリングの内周側部材25aと略平行となっている。
なお、隔壁42の排気ガスの上流側の位置は、タービンノズル25の根元における位置(内周側部材25aと接合されている位置)を全体0%、タービンノズル25の先端における位置(外周側部材25bと接合されている位置)を全体100%とした場合、全体約10%の位置に設けられている。
例えば、内燃機関の負荷が低く、排気ガスの量が少ない場合には、開閉弁41が全閉状態とされ、内燃機関の負荷が高く、排気ガスの量が多い場合に開閉弁41が全開状態とされる。
また、開閉弁41は、例えば、圧縮機から送出(吐出)される空気の圧力、または内燃機関の燃焼室に供給される空気の圧力が絶対圧力で0.2MPa(2bar)よりも低い場合、すなわち、内燃機関が低負荷運転されている場合に全閉状態とされ、圧縮機から送出(吐出)される空気の圧力、または内燃機関の燃焼室に供給される空気の圧力が絶対圧力で0.2MPa(2bar)以上の場合、すなわち、内燃機関が高負荷運転されている場合に全開状態とされる。
内燃機関(図示せず)から排出された排気ガスが導かれるターボ圧縮機10のタービンノズル25には、その半径方向の途中位置に隔壁(仕切部材)42を設けて、その隔壁42の外周面(外周側)42bがタービンノズル25に導かれる排気ガスの上流側から下流側に向かってタービンノズル25の内周側へと傾斜することとした。そのため、隔壁42よりも半径方向外側のタービンノズル25を流れる排気ガスは、隔壁42の外周面42bに沿ってタービンノズル25の内周側に導かれることとなる。これにより、タービンノズル25から導出する排気ガスをタービン動翼30の全体に導くことができる。したがって、隔壁42の外周面42bを傾斜させなかった場合に比べて、タービン効率を向上させることができる。
25 タービンノズル
30 タービン動翼
40 仕切部材(隔壁)
42b 外周側(外周面)
Claims (1)
- 内燃機関の燃焼用空気を圧縮し、密度の高い空気を前記内燃機関の燃焼室内へ強制的に送り込むターボ過給機であって、
前記内燃機関から排出される排気ガスによって回転駆動されるタービン動翼と、
該タービン動翼に前記排気ガスを導くタービンノズルと、
を備え、
該タービンノズルは、その半径方向の途中位置に該タービンノズルを分割する仕切部材を有し、
該仕切部材の外周側は、前記タービンノズルに導かれる前記排気ガスの上流側から下流側に向かって前記タービンノズルの内周側へと傾斜することを特徴とするターボ過給機。
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